EP1736999A1 - Flexible electrical line - Google Patents

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EP1736999A1
EP1736999A1 EP05291371A EP05291371A EP1736999A1 EP 1736999 A1 EP1736999 A1 EP 1736999A1 EP 05291371 A EP05291371 A EP 05291371A EP 05291371 A EP05291371 A EP 05291371A EP 1736999 A1 EP1736999 A1 EP 1736999A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
around
band
surrounded
wound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05291371A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ferdinand Grögl
Thomas Mann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Nexans SA filed Critical Nexans SA
Priority to EP05291371A priority Critical patent/EP1736999A1/en
Publication of EP1736999A1 publication Critical patent/EP1736999A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H01B7/041—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to mobile objects, e.g. portable tools, elevators, mining equipment, hoisting cables

Definitions

  • the invention relates to a flexible electrical line for the power supply of mobile consumers, which comprises at least one core, each consisting of a surrounded by an insulation, constructed of a plurality of individual wires electrical conductor and which is surrounded by a sheath of insulating material ( DE 36 04 311 A1 ).
  • Lines to which the invention relates are used, for example, in industrial automation as flexible energy supply lines and also as combined lines with power and control wires.
  • Such cables must meet specific electrical requirements, such as bending fatigue strength and abrasion resistance, and electrical specifications.
  • Such a specification is, for example, the smallest possible operating capacity so that on the one hand the line losses and, on the other hand, equalizing currents flowing to ground can be kept small.
  • operating capacity is meant the capacity between the wires of the line on the one hand and between the wires and existing in the line structure shields and ground conductors on the other hand.
  • a small operating capacity is particularly important for long lines with a lying for example over 50 m length of essential.
  • the line after the aforementioned DE 36 04 311 A1 has three cores whose conductors are made of, for example, strands stranded around a tensile core, surrounded by a solid insulation of a natural or synthetic rubber or of a thermoplastic rubber. Over the veins and in the line construction existing protective or monitoring conductors and accessories are an inner sheath made of a crosslinked rubber compound and an outer sheath made of polyurethane attached. In this known line tensile strength elements are available to increase the reliability. An electric screen is not provided. The operating capacity of the line is not mentioned in the specified document.
  • the invention has for its object to make the line described above so that their operating capacity can be kept small without compromising the reliability in a simple manner.
  • This line is designed so that it can be used for a given voltage range without restrictions.
  • the insulation of their wires with the conductor surrounding the first layer is dimensioned so that the reliability of the line can be guaranteed.
  • each core is surrounded by a second layer of a material having a significantly lower dielectric constant than the material of the first layer, which is dimensioned according to predetermined capacitance values.
  • the second layer can be produced in the same operation as the first layer, for example by extrusion or by overlapping winding of strips.
  • the second layer may advantageously contain as much air as possible. This can be achieved by using a foamed insulating material or nonwoven material, the extruded or wound around the first layer.
  • the material of the second layer is mechanically sufficiently stable so that it is not compressed inadmissible, for example, during manufacture of the line and in particular in a line with at least two wires when stranding the same.
  • the line according to FIG. 1 has a wire 1 serving for current transmission, which consists of a highly flexible conductor 2, which is surrounded by an insulation composed of two layers, a first layer 3 and a second layer 4.
  • the first layer 3 is applied to the conductor 2 and the second layer 4 surrounds the first layer 3.
  • the conductor 2 can be designed as finely stranded or finest stranded strand or, in particular for larger cross sections, as a stranded rope with correspondingly thin individual wires.
  • the first layer 3 of the insulation consists of a solid polymer, preferably based on polypropylene (PP).
  • the first layer 3 has a wall thickness which is dimensioned in accordance with the voltage range in which the line is to be used.
  • the dielectric constant (DK) of the materials that can be used for layer 3 is PP and cross-linked PE 2,3 as well as FEP and PTFE 2.1.
  • the following wall thicknesses for layer 3 should apply depending on the cross section of the conductor 2: Nominal cross section of the conductor in mm 2 Wall thickness of layer 3 in mm par value minimum value 0.5, 1.0 and 1.5 0.4 0.3 2.5 and 4.0 0.5 0.4 6,10 and 16 0.6 0.48 25 and 35 0.8 0.62 50 0.9 0.71
  • the second layer 4 of the insulation is applied directly to the first layer 3, preferably by extrusion. However, it can also consist of a band wound around the first layer 3 with overlapping edges. Its dielectric constant is, for example, 1.5 and thus significantly lower than that of the first layer 3.
  • the polymer can be added in a known technique to an additive for chemical or physical foaming. It can be used, in particular for thermal reasons, a final cross-linked foamed polymer, such as PE.
  • the wall thickness of the layer 4 is determined as a function of the desired operating capacity and the cross section of the conductor 2. The minimum value of this wall thickness should be 0.3 mm.
  • a polyolefin fiber fleece for example a polypropylene fleece, having a wall thickness of at least 0.1 mm can be used, which is wound around the first layer 3 as a band with overlapping edges to form the second layer 4.
  • a band can also consist of a low-density PTFE with a wall thickness of at least 0.05 mm.
  • the density of this example, as a film PTFE material is between 0.5 g / cm 3 and 0.7 g / cm 3 .
  • Typical DKs of materials usable for the layer 4 are, for example, 1.4 to 1.7 for foamed PP and foamed cross-linked PE, 1.5 for a polypropylene nonwoven and 1.4 for a low-density PTFE.
  • first layer 3 and the second layer 4 may, for example, have the following different designs or combinations:
  • the second layer 4 may consist of a foamed polyolefin extruded around the first layer.
  • the second layer 4 may consist of a polyolefin nonwoven wrapped as a tape with overlapping edges around the first layer.
  • the second layer 4 may consist of a low density PTFE wrapped around the first layer 3 as a band with overcutting edges.
  • the first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which the second layer 4 of extruded, foamed polyolefin produced by extrusion is applied.
  • the first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which is applied the second layer 4 of cross-linked, foamed PE produced by extrusion.
  • the first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which a ribbon of a polyolefin nonwoven having overlapping edges is wound around to form the second layer 4.
  • the first layer 3 may consist of a cross-linked PE, around which as a second layer 4 a band of unsintered low-density PTFE is wound with overlapping strip edges.
  • the first layer 3 may be made of a sintered PTFE around which, as the second layer 4, a band of unsintered low-density PTFE with overlapping edges is wound.
  • the first layer 3 may consist of FEP around which as second layer 4 a ribbon of unsintered low density PTFE with wrapped edges is wrapped.
  • an electric screen 5 is shown in FIG. 1, which may be constructed in a usual manner for permanently moving lines. Depending on the EMC requirement, it can be single or multi-layered. It can consist of a single-layered structure, for example of a tinned copper wire mesh. In two-layered embodiments, for example, metal foils or metallized plastic nonwovens can be used together with a copper wire mesh or a copper wire stranding.
  • the screen 5 is surrounded by a jacket 6 made of insulating material such as polyurethane.
  • the line of Fig. 2 has two stranded cores 1, the structure of which corresponds to the wire 1 of FIG. They are stranded with two additions 7 and 8, which serve in particular the filling to a circular cross-section.
  • a winding 9 of insulating material is attached, which is surrounded by the screen 5 and the jacket 6.
  • a polyolefin fiber fleece for example a polypropylene fleece, can be used, which should have a wall thickness of at least 0.1 mm and is wound with overlapping edges.
  • the line in the embodiment of Fig. 3 has three wires 1, which are again constructed the same as the wires 1 of FIG. 1.
  • a fourth wire 10 can serve as a protective conductor. Between the four wires 1 and 10, a tensile element 11 can be centrally arranged.
  • an existing plastic inner jacket 12 is extruded around in the illustrated embodiment, which is surrounded by a layer 13 of an insulating material with low DK.
  • an overlapping wound polypropylene fiber nonwoven tape or an overlapping wound low density PTFE tape can be used to make the layer 13.
  • the inner shell 12 may for example consist of a thermoplastic elastomer (TPE). However, it is also possible to use other polymer materials with a DK which is preferably less than 3.
  • an at least single-layer winding with a band of a polyolefin nonwoven fabric with a lower DK with overlapped wound edges can also be applied.
  • the gussets between the strands 1 and 10 can be filled with plastic filling elements (eg polypropylene or PTFE filling yarns), similar to that shown in FIG.
  • an electric screen 14 is mounted, whose structure corresponds to that of the screen 5 and which is surrounded by an outer jacket 15 made of insulating material.
  • the attached over the inner shell 12 layer 13 is provided, on the one hand a good lubricity between the inner shell 12 and the screen 14th on the other hand to reduce the partial capacitances between the individual wires 1 and 10 and the screen 14.
  • the line can be constructed according to FIGS. 1 to 3 exclusively as a power supply line. It can also be equipped with additional signal or control wires 16 and 17 as shown in FIG. 4.
  • the three wires 1 of the line of FIG. 4 correspond to those of FIG. 3.
  • the fourth wire 10 is designed as a protective conductor. It may have a green / yellow insulation 18 which may be surrounded by a wound up band 19, for example made of a polypropylene non-woven fabric or of a unsintered low-density PTFE film.
  • the tensile element 11 has a larger cross section in this embodiment of the line. Additional additions or Auf Shelletti 20 serve to supplement the line structure in order to achieve a circular cross-section as possible for the layer 13 as a base.
  • the signal or control cores 16 and 17, as shown in Fig. 4 have an outer insulating layer 21, which again consists of a material with a low DK.
  • a line with three wires 1 is shown, the structure of which again corresponds to the wire 1 of FIG.
  • Each wire 1 is surrounded in this embodiment by a concentric protective conductor 22, whose cross section corresponds to one third of the cross section, which is required for the protective conductor of a three-wire line.
  • the entire protective conductor thus consists of three partial protective conductors with a correspondingly smaller cross-section. He meets in this embodiment of the line and the function of the screen 5.
  • Each protective conductor 22 is preferably made of a stranding of copper wire or copper wire.
  • the protective conductor 22 is in each case a banding 23 of an overlapped wound metallized plastic fleece attached, which on the one hand serves as a transverse conductor for the copper stranding, but on the other hand also contributes to an improved screening effect in the high-frequency range.
  • a banding 23 of an overlapped wound metallized plastic fleece attached which on the one hand serves as a transverse conductor for the copper stranding, but on the other hand also contributes to an improved screening effect in the high-frequency range.
  • the plastic fleece may consist of polyester in a preferred embodiment. However, other suitable plastics can also be used.
  • a good electrically conductive metal is used, in particular copper.
  • the metal is converted to the molten state for metallization and deposited from the vapor phase on the nonwoven material. In the process, the metal also penetrates into the nonwoven material and envelops the fibers which are held together disorderly there. Overall, a porous, but almost closed metal layer is produced on and in the plastic fleece, which results in a coverage of> 85% for an enclosed object.
  • the three wires 1 are surrounded by a common jacket 24 made of plastic. It consists for example of polyurethane or of a thermoplastic polymer.

Landscapes

  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

The cable has a conductor surrounded by a layer (3) that is made of a massive polymer. Wall thickness of the conductor ensures prescribed voltage stability. Another layer (4), which is made of polymer having definite dielectric constant, which is lower than that of the polymer of the layer (3), is arranged on the former layer (3). The layer (4) is surrounded by an electrically operative shield (5) over which casing is arranged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible elektrische Leitung zur Stromversorgung von beweglichen Verbrauchern, welche zumindest eine Ader aufweist, die jede aus einem von einer Isolierung umgebenen, aus einer Vielzahl von Einzeldrähten aufgebauten elektrischen Leiter besteht und welche von einem Mantel aus Isoliermaterial umgeben ist ( DE 36 04 311 A1 ).The invention relates to a flexible electrical line for the power supply of mobile consumers, which comprises at least one core, each consisting of a surrounded by an insulation, constructed of a plurality of individual wires electrical conductor and which is surrounded by a sheath of insulating material ( DE 36 04 311 A1 ).

Leitungen, auf welche sich die Erfindung bezieht, werden beispielsweise in der Industrieautomation als flexible Energiezuführungsleitungen und auch als kombinierte Leitungen mit Energie- und Steueradern eingesetzt. Solche Leitungen müssen neben besonderen mechanischen Forderungen, wie Biegewechselfestigkeit und Abriebfestigkeit, auch elektrischen Vorgaben genügen. Eine solche Vorgabe ist beispielsweise eine möglichst kleine Betriebskapazität, damit einerseits die Leitungsverluste und andererseits nach Erde fließende Ausgleichsströme klein gehalten werden können. Unter "Betriebskapazität" wird dabei die Kapazität zwischen den Adern der Leitung einerseits und zwischen den Adern und im Leitungsaufbau vorhandenen Schirmen und Erdleitern andererseits verstanden. Eine kleine Betriebskapazität ist besonders bei langen Leitungen mit einer beispielsweise über 50 m liegenden Länge von wesentlicher Bedeutung.Lines to which the invention relates are used, for example, in industrial automation as flexible energy supply lines and also as combined lines with power and control wires. Such cables must meet specific electrical requirements, such as bending fatigue strength and abrasion resistance, and electrical specifications. Such a specification is, for example, the smallest possible operating capacity so that on the one hand the line losses and, on the other hand, equalizing currents flowing to ground can be kept small. By "operating capacity" is meant the capacity between the wires of the line on the one hand and between the wires and existing in the line structure shields and ground conductors on the other hand. A small operating capacity is particularly important for long lines with a lying for example over 50 m length of essential.

Die Leitung nach der eingangs erwähnten DE 36 04 311 A1 hat drei Adern, deren beispielsweise aus um einen zugfesten Kern verseilten Litzen bestehende Leiter von einer massiven Isolierung aus einem Natur- oder Synthesekautschuk oder aus einem thermoplastischen Kautschuk umgeben sind. Über den Adern und im Leitungsaufbau vorhandenen Schutz- oder Überwachungsleitern und Beiläufen sind ein Innenmantel aus einer vernetzten Gummimischung und ein Außenmantel aus Polyurethan angebracht. Bei dieser bekannten Leitung sind zur Erhöhung der Betriebssicherheit zugfeste Elemente vorhanden. Ein elektrischer Schirm ist nicht vorgesehen. Die Betriebskapazität der Leitung ist in der angegebenen Schrift nicht erwähnt.The line after the aforementioned DE 36 04 311 A1 has three cores whose conductors are made of, for example, strands stranded around a tensile core, surrounded by a solid insulation of a natural or synthetic rubber or of a thermoplastic rubber. Over the veins and in the line construction existing protective or monitoring conductors and accessories are an inner sheath made of a crosslinked rubber compound and an outer sheath made of polyurethane attached. In this known line tensile strength elements are available to increase the reliability. An electric screen is not provided. The operating capacity of the line is not mentioned in the specified document.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Leitung so zu gestalten, daß ihre Betriebskapazität ohne Einschränkung der Betriebssicherheit auf einfache Weise klein gehalten werden kann.The invention has for its object to make the line described above so that their operating capacity can be kept small without compromising the reliability in a simple manner.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

  • daß der Leiter von einer ersten Schicht aus einem massiven Polymer umgeben ist, deren Wandstärke eine vorgeschriebene Spannungsfestigkeit gewährleistet,
  • daß über der ersten Schicht eine zweite Schicht aus einem Polymer mit einer gegenüber dem Polymer der ersten Schicht deutlich niedrigeren Dielektrizitätskonstante angeordnet ist und
  • daß die zweite Schicht von einem elektrisch wirksamen Schirm umgeben ist, über welchem der Mantel angeordnet ist.
This object is achieved according to the invention characterized
  • that the conductor is surrounded by a first layer of a solid polymer whose wall thickness ensures a prescribed dielectric strength,
  • a second layer of a polymer having a significantly lower dielectric constant than the polymer of the first layer is arranged above the first layer, and
  • that the second layer is surrounded by an electrically active screen, over which the jacket is arranged.

Diese Leitung ist so aufgebaut, daß sie für einen vorgegebenen Spannungsbereich ohne Einschränkungen eingesetzt werden kann. Dazu ist die Isolierung ihrer Adern mit der die Leiter umgebenden ersten Schicht so bemessen, daß die Betriebssicherheit der Leitung gewährleistet werden kann. Zusätzlich ist bei dieser für die Stromversorgung von Verbrauchern also bereits verwendbaren Leitung jede Ader von einer zweiten Schicht aus einem Material mit einer gegenüber dem Material der ersten Schicht deutlich niedrigeren Dielektrizitätskonstante umgeben, die nach Maßgabe vorgegebener Kapazitätswerte bemessen ist. Die zweite Schicht kann im gleichen Arbeitsgang wie die erste Schicht erzeugt werden, beispielsweise durch Extrusion oder durch überlappendes Wickeln von Bändern.This line is designed so that it can be used for a given voltage range without restrictions. For this purpose, the insulation of their wires with the conductor surrounding the first layer is dimensioned so that the reliability of the line can be guaranteed. In addition, in the case of this line which is already usable for the power supply of consumers, each core is surrounded by a second layer of a material having a significantly lower dielectric constant than the material of the first layer, which is dimensioned according to predetermined capacitance values. The second layer can be produced in the same operation as the first layer, for example by extrusion or by overlapping winding of strips.

Die zweite Schicht kann mit Vorteil möglichst viel Luft enthalten. Das kann durch Einsatz eines aufgeschäumten Isoliermaterials oder durch Vliesmaterial erreicht werden, das um die erste Schicht herum extrudiert oder gewickelt wird. Das Material der zweiten Schicht ist mechanisch ausreichend stabil, damit es beispielsweise während der Fertigung der Leitung und insbesondere bei einer Leitung mit mindestens zwei Adern beim Verseilen derselben nicht unzulässig zusammengedrückt wird.The second layer may advantageously contain as much air as possible. This can be achieved by using a foamed insulating material or nonwoven material, the extruded or wound around the first layer. The material of the second layer is mechanically sufficiently stable so that it is not compressed inadmissible, for example, during manufacture of the line and in particular in a line with at least two wires when stranding the same.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.Embodiments of the subject invention are illustrated in the drawings.

Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Leitung nach der Erfindung mit einer Ader.
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Leitung mit zwei Adern in gegenüber Fig. 1 verkleinerter Darstellung.
  • Fig. 3 bis 5 Querschnitte von drei unterschiedliche, gegenüber Fig. 2 ergänzte Ausführungsformen der Leitung mit unterschiedlich bemessenen Darstellungen.
Show it:
  • Fig. 1 shows a cross section through a conduit according to the invention with a wire.
  • Fig. 2 shows a cross section through a line with two wires in comparison with FIG. 1 reduced representation.
  • Fig. 3 to 5 cross-sections of three different, compared with FIG. 2 supplemented embodiments of the line with different sized representations.

Die Leitung nach Fig. 1 hat eine der Stromübertragung dienende Ader 1, die aus einem hochflexiblen Leiter 2 besteht, welcher von einer aus zwei Schichten, einer ersten Schicht 3 und einer zweiten Schicht 4, aufgebauten Isolierung umgeben ist. Die erste Schicht 3 liegt am Leiter 2 an und die zweite Schicht 4 umgibt die erste Schicht 3. Der Leiter 2 kann als feindrähtige bzw. feinstdrähtige Litze oder insbesondere bei größeren Querschnitten auch als Schenkelseil mit entsprechend dünnen Einzeldrähten ausgeführt sein. Die erste Schicht 3 der Isolierung besteht aus einem massiven Polymer, vorzugsweise auf der Basis von Polypropylen (PP). Es kann aber auch ein vernetztes Polymer eingesetzt werden, wie beispielsweise Polyethylen (PE), oder auch ein Fluorpolymer, wie beispielsweise Fluorethylenpropylen (FEP) oder gesintertes Polytetrafluorethylen (PTFE). Die erste Schicht 3 hat eine Wandstärke, die nach Maßgabe des Spannungsbereichs bemessen ist, in dem die Leitung verwendet werden soll. Die Dielektrizitätskonstante (DK) der für die Schicht 3 einsetzbaren Materialien ist für PP und vernetztes PE 2,3 sowie für FEP und PTFE 2.1.The line according to FIG. 1 has a wire 1 serving for current transmission, which consists of a highly flexible conductor 2, which is surrounded by an insulation composed of two layers, a first layer 3 and a second layer 4. The first layer 3 is applied to the conductor 2 and the second layer 4 surrounds the first layer 3. The conductor 2 can be designed as finely stranded or finest stranded strand or, in particular for larger cross sections, as a stranded rope with correspondingly thin individual wires. The first layer 3 of the insulation consists of a solid polymer, preferably based on polypropylene (PP). However, it is also possible to use a crosslinked polymer, for example polyethylene (PE), or else a fluoropolymer, such as, for example, fluorinated ethylene propylene (FEP) or sintered polytetrafluoroethylene (PTFE). The first layer 3 has a wall thickness which is dimensioned in accordance with the voltage range in which the line is to be used. The dielectric constant (DK) of the materials that can be used for layer 3 is PP and cross-linked PE 2,3 as well as FEP and PTFE 2.1.

Für Leitungen mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 1 kV sollen in Abhängigkeit vom Querschnitt des Leiters 2 folgende Wanddicken für die Schicht 3 gelten: Nennquerschnitt des Leiters in mm2 Wanddicke der Schicht 3 in mm Nennwert Kleinstwert 0,5, 1,0 und 1,5 0,4 0,3 2,5 und 4,0 0,5 0,4 6,10 und 16 0,6 0,48 25 und 35 0,8 0,62 50 0,9 0,71 For lines with an operating voltage of, for example, 1 kV, the following wall thicknesses for layer 3 should apply depending on the cross section of the conductor 2: Nominal cross section of the conductor in mm 2 Wall thickness of layer 3 in mm par value minimum value 0.5, 1.0 and 1.5 0.4 0.3 2.5 and 4.0 0.5 0.4 6,10 and 16 0.6 0.48 25 and 35 0.8 0.62 50 0.9 0.71

Die zweite Schicht 4 der Isolierung ist direkt auf die erste Schicht 3 aufgebracht, und zwar vorzugsweise durch Extrusion. Sie kann aber auch aus einem mit überlappenden Kanten um die erste Schicht 3 herumgewickelten Band bestehen. Ihre Dielektrizitätskonstante liegt beispielsweise bei 1,5 und damit deutlich unter derjenigen der ersten Schicht 3. Wenn die zweite Schicht 4 um die erste Schicht 3 herum extrudiert wird, kann dem Polymer in bekannter Technik ein Zusatz zum chemischen oder physikalischen Aufschäumen beigegeben werden. Es kann, insbesondere aus thermischen Gründen, auch ein abschließend vernetztes geschäumtes Polymer eingesetzt werden, wie beispielsweise PE. Die Wanddicke der Schicht 4 wird dabei in Abhängigkeit von der gewünschten Betriebskapazität und vom Querschnitt des Leiters 2 festgelegt. Der Mindestwert dieser Wanddicke soll 0,3 mm betragen.The second layer 4 of the insulation is applied directly to the first layer 3, preferably by extrusion. However, it can also consist of a band wound around the first layer 3 with overlapping edges. Its dielectric constant is, for example, 1.5 and thus significantly lower than that of the first layer 3. If the second layer 4 is extruded around the first layer 3, the polymer can be added in a known technique to an additive for chemical or physical foaming. It can be used, in particular for thermal reasons, a final cross-linked foamed polymer, such as PE. The wall thickness of the layer 4 is determined as a function of the desired operating capacity and the cross section of the conductor 2. The minimum value of this wall thickness should be 0.3 mm.

Wenn aus elektrischen Gründen kleinere Wanddicken für die Schicht 4 eingehalten werden sollen, dann wird diese vorteilhaft durch Bewickeln erzeugt. Zum Bewickeln kann ein Polyolefinfaservlies, beispielsweise ein Polypropylenvlies, mit einer Wandstärke von mindestens 0,1 mm eingesetzt werden, das zur Bildung der zweiten Schicht 4 als Band mit überlappenden Kanten um die erste Schicht 3 herumgewickelt wird. Ein solches Band kann auch aus einem PTFE niedriger Dichte mit einer Wandstärke von mindestens 0,05 mm bestehen. Die Dichte dieses beispielsweise als Folie vorliegenden PTFE-Materials liegt zwischen 0,5 g/cm3 und 0,7 g/cm3.If, for electrical reasons, smaller wall thicknesses for the layer 4 are to be maintained, then this is advantageously produced by winding. For winding, a polyolefin fiber fleece, for example a polypropylene fleece, having a wall thickness of at least 0.1 mm can be used, which is wound around the first layer 3 as a band with overlapping edges to form the second layer 4. Such a band can also consist of a low-density PTFE with a wall thickness of at least 0.05 mm. The density of this example, as a film PTFE material is between 0.5 g / cm 3 and 0.7 g / cm 3 .

Typische DKs von für die Schicht 4 einsetzbaren Materialien sind beispielsweise 1,4 bis 1,7 für geschäumtes PP und geschäumtes vernetztes PE, 1,5 für ein Polypropylenvlies und 1,4 für ein PTFE niedriger Dichte.Typical DKs of materials usable for the layer 4 are, for example, 1.4 to 1.7 for foamed PP and foamed cross-linked PE, 1.5 for a polypropylene nonwoven and 1.4 for a low-density PTFE.

Im Sinne der Erfindung können die erste Schicht 3 und die zweite Schicht 4 beispielsweise die folgenden unterschiedlichen Ausführungen bzw. Kombinationen haben:For the purposes of the invention, the first layer 3 and the second layer 4 may, for example, have the following different designs or combinations:

Als Materialien für beide Schichten 3 und 4 kann ein Polyolefin auf der Basis von PP verwendet werden. Die zweite Schicht 4 kann aus einem geschäumten Polyolefin bestehen, die um die erste Schicht herum extrudiert ist. Die zweite Schicht 4 kann aus einem Polyolefinvlies bestehen, das als Band mit überlappenden Kanten um die erste Schicht herumgewickelt ist. Die zweite Schicht 4 kann aus einem PTFE niedriger Dichte bestehen, das als Band mit überkappenden Kanten um die erste Schicht 3 gewickelt ist. Die erste Schicht 3 kann aus einem vernetzten PE bestehen, um welche herum die durch Extrusion erzeugte zweite Schicht 4 aus einem unvernetzten, geschäumten Polyolefin aufgebracht ist. Die erste Schicht 3 kann aus einem vernetzten PE bestehen, um welche herum die durch Extrusion erzeugte zweite Schicht 4 aus einem vernetzten, geschäumten PE aufgebracht ist. Die erste Schicht 3 kann aus einem vernetzten PE bestehen, um die herum zur Bildung der zweiten Schicht 4 ein Band aus einem Polyolefinvlies mit überlappenden Kanten gewickelt ist. Die erste Schicht 3 kann aus einem vernetzten PE bestehen, um die als zweite Schicht 4 ein Band aus ungesintertem PTFE niedriger Dichte mit überlappenden Bandkanten herum gewickelt ist. Die erste Schicht 3 kann aus einem gesinterten PTFE bestehen, um die als zweite Schicht 4 ein Band aus einem ungesinterten PTFE niedriger Dichte mit überlappenden Kanten herum gewickelt ist. Die erste Schicht 3 kann aus FEP bestehen, um die als zweite Schicht 4 ein Band aus ungesintertem PTFE niedriger Dichte mit überlappenden Kanten herum gewickelt ist.As materials for both layers 3 and 4, a polyolefin based on PP can be used. The second layer 4 may consist of a foamed polyolefin extruded around the first layer. The second layer 4 may consist of a polyolefin nonwoven wrapped as a tape with overlapping edges around the first layer. The second layer 4 may consist of a low density PTFE wrapped around the first layer 3 as a band with overcutting edges. The first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which the second layer 4 of extruded, foamed polyolefin produced by extrusion is applied. The first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which is applied the second layer 4 of cross-linked, foamed PE produced by extrusion. The first layer 3 may consist of a cross-linked PE around which a ribbon of a polyolefin nonwoven having overlapping edges is wound around to form the second layer 4. The first layer 3 may consist of a cross-linked PE, around which as a second layer 4 a band of unsintered low-density PTFE is wound with overlapping strip edges. The first layer 3 may be made of a sintered PTFE around which, as the second layer 4, a band of unsintered low-density PTFE with overlapping edges is wound. The first layer 3 may consist of FEP around which as second layer 4 a ribbon of unsintered low density PTFE with wrapped edges is wrapped.

Über der Ader 1 ist gemäß Fig. 1 ein elektrischer Schirm 5 angebracht, der in einer für dauerbewegte Leitungen üblichen Machart aufgebaut sein kann. Er kann je nach EMV-Anforderung ein- oder mehrschichtig ausgeführt sein. Er kann in einschichtigem Aufbau beispielsweise aus einem verzinnten Kupfer-Drahtgeflecht bestehen. In zweischichtigen Ausführungen können beispielsweise Metallfolien oder metallisierte Kunststoffvliese zusammen mit einem Kupfer-Drahtgeflecht oder einer Kupfer-Drahtumseilung eingesetzt werden. Der Schirm 5 ist von einem aus Isoliermaterial, wie beispielsweise Polyurethan, bestehenden Mantel 6 umgeben.About the wire 1, an electric screen 5 is shown in FIG. 1, which may be constructed in a usual manner for permanently moving lines. Depending on the EMC requirement, it can be single or multi-layered. It can consist of a single-layered structure, for example of a tinned copper wire mesh. In two-layered embodiments, for example, metal foils or metallized plastic nonwovens can be used together with a copper wire mesh or a copper wire stranding. The screen 5 is surrounded by a jacket 6 made of insulating material such as polyurethane.

Die Leitung nach Fig. 2 hat zwei miteinander verseilte Adern 1, deren Aufbau dem der Ader 1 nach Fig. 1 entspricht. Sie sind mit zwei Beiläufen 7 und 8 verseilt, die insbesondere der Auffüllung zu einem kreisrunden Querschnitt dienen. Über Adern 1 und Beiläufen 7 und 8 ist eine Bewicklung 9 aus Isoliermaterial angebracht, die vom Schirm 5 und vom Mantel 6 umgeben ist. Für die Bewicklung 9 kann mindestens ein Band aus einem Polyolefinfaservlies, beispielsweise ein Polypropylenvlies, verwendet werden, das eine Wandstärke von mindestens 0,1 mm haben soll und mit überlappenden Kanten aufgewickelt ist.The line of Fig. 2 has two stranded cores 1, the structure of which corresponds to the wire 1 of FIG. They are stranded with two additions 7 and 8, which serve in particular the filling to a circular cross-section. Via wires 1 and 7 and 8, a winding 9 of insulating material is attached, which is surrounded by the screen 5 and the jacket 6. For the winding 9, at least one band of a polyolefin fiber fleece, for example a polypropylene fleece, can be used, which should have a wall thickness of at least 0.1 mm and is wound with overlapping edges.

Die Leitung in der Ausführungsform nach Fig. 3 hat drei Adern 1, die wieder ebenso aufgebaut sind, wie die Adern 1 nach Fig. 1. Eine vierte Ader 10 kann als Schutzleiter dienen. Zwischen den vier Adern 1 und 10 kann zentral ein zugfestes Element 11 angeordnet sein. Um die Adern 1 und 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein aus Kunststoff bestehender Innenmantel 12 herum extrudiert, der von einer Lage 13 eines Isoliermaterials mit niedriger DK umgeben ist. Zur Herstellung der Lage 13 können beispielsweise ein überlappend gewickeltes Polypropylenfaservliesband oder ein überlappend gewickeltes PTFE-Band niedriger Dichte eingesetzt werden. Der Innenmantel 12 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bestehen. Es können aber auch andere Polymermaterialien mit einer vorzugsweise unter 3 liegenden DK eingesetzt werden.The line in the embodiment of Fig. 3 has three wires 1, which are again constructed the same as the wires 1 of FIG. 1. A fourth wire 10 can serve as a protective conductor. Between the four wires 1 and 10, a tensile element 11 can be centrally arranged. To the cores 1 and 10, an existing plastic inner jacket 12 is extruded around in the illustrated embodiment, which is surrounded by a layer 13 of an insulating material with low DK. For example, an overlapping wound polypropylene fiber nonwoven tape or an overlapping wound low density PTFE tape can be used to make the layer 13. The inner shell 12 may for example consist of a thermoplastic elastomer (TPE). However, it is also possible to use other polymer materials with a DK which is preferably less than 3.

Abweichend von der zeichnerischen Darstellung in Fig. 3 kann statt eines extrudierten Innenmantels 12 auch eine mindestens einlagige Bewicklung mit einem Band aus einem Polyolefinfaservlies mit niedriger DK mit überlappt gewickelten Kanten aufgebracht sein. Um einen möglichst runden Verseilverband zu erzeugen, können in diesem Fall die Zwickel zwischen den Adern 1 bzw. 10, ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt, mit Kunststoff-Füllelementen (z. B. Polypropylen oder PTFE-Füllgarnen) ausgefüllt sein. Über der Lage 13 ist ein elektrischer Schirm 14 angebracht, dessen Aufbau dem des Schirms 5 entspricht und der von einem Außenmantel 15 aus Isoliermaterial umgeben ist. Die über dem Innenmantel 12 angebrachte Lage 13 ist vorgesehen, um einerseits eine gute Gleitfähigkeit zwischen dem Innenmantel 12 und dem Schirm 14 sicherzustellen und um andererseits die Teilkapazitäten zwischen den einzelnen Adern 1 bzw. 10 und dem Schirm 14 herabzusetzen.Notwithstanding the graphic illustration in FIG. 3, instead of an extruded inner jacket 12, an at least single-layer winding with a band of a polyolefin nonwoven fabric with a lower DK with overlapped wound edges can also be applied. In this case, in order to produce the most possible twisted stranding, the gussets between the strands 1 and 10 can be filled with plastic filling elements (eg polypropylene or PTFE filling yarns), similar to that shown in FIG. Over the layer 13, an electric screen 14 is mounted, whose structure corresponds to that of the screen 5 and which is surrounded by an outer jacket 15 made of insulating material. The attached over the inner shell 12 layer 13 is provided, on the one hand a good lubricity between the inner shell 12 and the screen 14th on the other hand to reduce the partial capacitances between the individual wires 1 and 10 and the screen 14.

Die Leitung kann entsprechend den Fig. 1 bis 3 ausschließlich als Stromversorgungsleitung aufgebaut sein. Sie kann gemäß Fig. 4 aber auch mit zusätzlichen Signal- bzw. Steueradern 16 und 17 ausgerüstet sein.The line can be constructed according to FIGS. 1 to 3 exclusively as a power supply line. It can also be equipped with additional signal or control wires 16 and 17 as shown in FIG. 4.

Die drei Adern 1 der Leitung nach Fig. 4 entsprechen denen nach Fig. 3. Die vierte Ader 10 ist als Schutzleiter ausgeführt. Sie kann eine grün/gelbe Isolierung 18 haben, die von einem aufgewickleten Band 19 umgeben sein kann, das beispielsweise aus einem Polypropylenvlies oder aus einer ungesinterten PTFE-Folie niedriger Dichte besteht. Das zugfeste Element 11 hat bei dieser Ausführungsform der Leitung einen größeren Querschnitt. Zusätzliche Beiläufe bzw. Auffüllelemente 20 dienen zur Ergänzung des Leitungsaufbaus, um für die Lage 13 als Unterlage einen möglichst kreisrunden Querschnitt zu erreichen. Die Signal- bzw. Steueradern 16 und 17 können entsprechend der Darstellung in Fig. 4 eine äußere Isolierschicht 21 haben, die wieder aus einem Material mit niedriger DK besteht.The three wires 1 of the line of FIG. 4 correspond to those of FIG. 3. The fourth wire 10 is designed as a protective conductor. It may have a green / yellow insulation 18 which may be surrounded by a wound up band 19, for example made of a polypropylene non-woven fabric or of a unsintered low-density PTFE film. The tensile element 11 has a larger cross section in this embodiment of the line. Additional additions or Auffüllelemente 20 serve to supplement the line structure in order to achieve a circular cross-section as possible for the layer 13 as a base. The signal or control cores 16 and 17, as shown in Fig. 4 have an outer insulating layer 21, which again consists of a material with a low DK.

In Fig. 5 ist eine Leitung mit drei Adern 1 dargestellt, deren Aufbau wieder der Ader 1 nach Fig. 1 entspricht. Jede Ader 1 ist bei dieser Ausführungsform von einem konzentrischen Schutzleiter 22 umgeben, dessen Querschnitt jeweils einem Drittel des Querschnitts entspricht, der für den Schutzleiter einer dreiadrigen Leitung erforderlich ist. Der gesamte Schutzleiter besteht also aus drei Teilschutzleitern mit entsprechend geringerem Querschnitt. Er erfüllt bei dieser Ausführungsform der Leitung auch die Funktion des Schirms 5. Jeder Schutzleiter 22 besteht vorzugsweise aus einer Umseilung aus Kupferdraht oder Kupferlitze. Über dem Schutzleiter 22 ist jeweils eine Bandierung 23 aus einem überlappt gewickelten, metallisierten Kunststoffvlies angebracht, welches einerseits als Querleitwendel für die Kupferumseilung dient, andererseits aber auch zu einer verbesserten Schirmwirkung im hochfrequenten Bereich beiträgt. Mit der Bandierung mit dem metallisierten Kunststoffvlies über jeder Ader 1 ist auch eine sichere leitende Verbindung der Teilschutzleiter untereinander sichergestellt.In Fig. 5, a line with three wires 1 is shown, the structure of which again corresponds to the wire 1 of FIG. Each wire 1 is surrounded in this embodiment by a concentric protective conductor 22, whose cross section corresponds to one third of the cross section, which is required for the protective conductor of a three-wire line. The entire protective conductor thus consists of three partial protective conductors with a correspondingly smaller cross-section. He meets in this embodiment of the line and the function of the screen 5. Each protective conductor 22 is preferably made of a stranding of copper wire or copper wire. Above the protective conductor 22 is in each case a banding 23 of an overlapped wound metallized plastic fleece attached, which on the one hand serves as a transverse conductor for the copper stranding, but on the other hand also contributes to an improved screening effect in the high-frequency range. With the banding with the metallized plastic fleece over each core 1, a secure conductive connection of the partial protection conductors is ensured with each other.

Das Kunststoffvlies kann in bevorzugter Ausführungsform aus Polyester bestehen. Es können aber auch andere geeignete Kunststoffe eingesetzt werden. Für seine Metallisierung wird ein elektrisch gut leitendes Metall verwendet, insbesondere Kupfer. Das Metall wird für die Metallisierung in den schmelzflüssigen Zustand überführt und aus der Dampfphase auf dem Vliesmaterial abgeschieden. Dabei dringt das Metall auch in das Vliesmaterial ein und umhüllt die dort befindlichen, ungeordnet zusammengehaltenen Fasern. Insgesamt wird auf und in dem Kunststoffvlies eine zwar poröse, aber nahezu geschlossene Metallschicht erzeugt, die eine Bedeckung von > 85 % für einen umschlossenen Gegenstand ergibt. Die drei Adern 1 sind von einem gemeinsamen Mantel 24 aus Kunststoff umgeben. Er besteht beispielsweise aus Polyurethan oder aus einem thermoplastischen Polymer.The plastic fleece may consist of polyester in a preferred embodiment. However, other suitable plastics can also be used. For its metallization, a good electrically conductive metal is used, in particular copper. The metal is converted to the molten state for metallization and deposited from the vapor phase on the nonwoven material. In the process, the metal also penetrates into the nonwoven material and envelops the fibers which are held together disorderly there. Overall, a porous, but almost closed metal layer is produced on and in the plastic fleece, which results in a coverage of> 85% for an enclosed object. The three wires 1 are surrounded by a common jacket 24 made of plastic. It consists for example of polyurethane or of a thermoplastic polymer.

Claims (12)

Flexible elektrische Leitung zur Stromversorgung von beweglichen Verbrauchern, welche zumindest eine Ader aufweist, die aus einem von einer Isolierung umgebenen, aus einer Vielzahl von Einzeldrähten aufgebauten elektrischen Leiter besteht und welche von einem Mantel aus Isoliermaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, - daß der Leiter (2) von einer ersten Schicht (3) aus einem massiven Polymer umgeben ist, deren Wandstärke eine vorgeschriebene Spannungsfestigkeit gewährleistet, - daß über der ersten Schicht (3) eine zweite Schicht (4) aus einem Polymer mit einer gegenüber dem Polymer der ersten Schicht (3) deutlich niedrigeren Dielektrizitätskonstante angeordnet ist und - daß die zweite Schicht (4) von einem elektrisch wirksamen Schirm (5) umgeben ist, über welchem der Mantel (6) angeordnet ist. Flexible electrical line for supplying power to mobile consumers, comprising at least one wire consisting of an electrical conductor surrounded by an insulation composed of a plurality of individual wires and surrounded by a jacket of insulating material, characterized - That the conductor (2) is surrounded by a first layer (3) of a solid polymer whose wall thickness ensures a prescribed dielectric strength, - That above the first layer (3), a second layer (4) made of a polymer having a relation to the polymer of the first layer (3) significantly lower dielectric constant is arranged, and - That the second layer (4) by an electrically effective screen (5) is surrounded, over which the jacket (6) is arranged. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien für die beiden Schichten (3,4) ein Polyolefin auf der Basis von Polypropylen verwendet ist.Conductor according to claim 1, characterized in that a polyolefin based on polypropylene is used as materials for the two layers (3, 4). Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (4) aus einem geschäumten Polyolefin besteht, die um die erste Schicht (3) herum extrudiert ist.A conduit according to claim 1 or 2, characterized in that the second layer (4) consists of a foamed polyolefin extruded around the first layer (3). Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (4) aus einem Polyolefinfaservlies besteht, das als Band mit überlappenden Kanten um die erste Schicht (3) herumgewickelt ist.A conduit according to claim 1, characterized in that the second layer (4) consists of a polyolefin fiber nonwoven wrapped as a band with overlapping edges around the first layer (3). Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (4) aus einem Polytetrafluorethylen niedriger Dichte besteht, das als Band mit überlappenden Kanten um die erste Schicht (3) gewickelt ist.A lead according to claim 1, characterized in that the second layer (4) consists of a low density polytetrafluoroethylene wound as a band with overlapping edges around the first layer (3). Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus einem vernetzten Polyethylen besteht, um welche herum die durch Extrusion erzeugte zweite Schicht (4) aus einem unvernetzten, geschäumten Polyolefin aufgebracht ist.A conduit according to any one of claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of a cross-linked polyethylene around which the second layer (4) of extruded, foamed polyolefin produced by extrusion is applied. Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus einem vernetzten Polyethylen besteht, um welche herum die durch Extrusion erzeugte zweite Schicht (4) aus einem vernetzten, geschäumten Polyethylen aufgebracht ist.A conduit according to any one of claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of a cross-linked polyethylene around which the second layer (4) of cross-linked, foamed polyethylene produced by extrusion is applied. Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus einem vernetzten Polyethylen besteht, um die herum zur Bildung der zweiten Schicht (4) ein Band aus einem Polyolefinfaservlies mit überlappenden Kanten gewickelt ist.A lead according to any one of claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of a cross-linked polyethylene around which a band of polyolefin fiber fleece with overlapping edges is wound around to form the second layer (4). Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus einem vernetzten Polyethylen besteht, um die als zweite Schicht (4) ein Band aus Polytetrafluorethylen niedriger Dichte mit überkappenden Bandkanten herum gewickelt ist.Conduction according to one of Claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of a cross-linked polyethylene around which is wound, as a second layer (4), a band of low-density polytetrafluoroethylene with over-cutting band edges. Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus einem gesinterten Polytetrafluorethylen besteht, um die als zweite Schicht (4) ein Band aus einem ungesinterten Polytetrafluorethylen niedriger Dichte mit überlappenden Kanten herum gewickelt ist.Conduction according to one of Claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of a sintered polytetrafluoroethylene, around which as second layer (4) a band of unsintered low-density polytetrafluoroethylene with overlapping edges is wound. Leitung nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (3) aus Fluorethylenpropylen besteht, um die als zweite Schicht (4) ein Band aus einem ungesinterten Polytetrafluorethylen niedriger Dichte mit überlappenden Kanten herum gewickelt ist.Lead according to one of Claims 1, characterized in that the first layer (3) consists of fluoroethylene-propylene, around which is wound, as second layer (4), a band of unsintered low-density polytetrafluoroethylene with overlapping edges. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - daß bei einem Aufbau mit mindestens zwei miteinander verseilten Adern (1) jede Ader von einem konzentrischen Schutzleiter (22) umgeben ist, der als Umseilung aus Kupferdrähten oder Kupferlitzen ausgeführt ist, und - daß um den Schutzleiter (22) eine Bandierung (23) aus einem durchdringend metallbeschichteten Kunststoffvlies mit überlappenden Kanten herum gewickelt ist. Cable according to one of Claims 1 to 11, characterized - That in a structure with at least two stranded cores (1) each core is surrounded by a concentric protective conductor (22), which is designed as Umseilung of copper wires or copper strands, and - That around the protective conductor (22) a band (23) is wound from a penetrating metal-coated plastic fleece with overlapping edges around.
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